Categorie archief: stralingsbalans

Neerwaartse infraroodstraling meten

Sinds enkele dagen beschik ik over een eenvoudige infrarood thermometer met een precisie van 0,1 °C (volgens de fabrikant). Ik heb enkele dagen achtereen de infrarood straling vanuit de lucht gemeten. De eerste foto is van een ‘clear sky’  meting recht omhoog op donderdag 25 mei, ’s middags  bij mijn huis. De thermometer geeft -17,9 °C aan.  De lucht is strak blauw en helder. De tweede meting is van  vanmorgen.  De lucht is wolkeloos maar niet blauw.  Dat betekent vaak een hoge luchtvochtigheid. En op grote hoogte is er lichte sluierbewolking. Temperatuur is dan -3,2 °C.

De eigenschappen van de infraroodstraling hangen samen met de temperatuur van het object. Op deze wijze ‘meet’  het instrument de temperatuur van het object dat gemeten wordt.  In het geval van de open  lucht is dat geen vast object, maar een pakket gassen dat de infrarood straling niet helemaal doorlaat. Die doorzichtigheid hangt af van de hoeveelheid infrarood absorbers/emitters in de lucht, de broeikasgassen. Het verschil in de meting heeft vooral te maken met het feit dat er nu dus veel meer broeikasgassen in de atmosfeer zitten dan donderdag. Het gaat dan met name om waterdamp, het belangrijkste broeikasgas  (lees het hoofdstuk over de broeikastheorie!). De hoeveelheid CO2, het bekendste broeikasgas, zal tussen donderdag en vandaag niet noemenswaardig zijn veranderd.

Als de doorzichtigheid van de atmosfeer voor infrarood dus toeneemt meet je verder de atmosfeer in en worden de gemeten waarden dus lager. Donderdag was de temperatuur aan het aardoppervlak tijdens de meting ongeveer 24 °C.  Als we een atmosfeergradiënt van -6 °C /1000m hanteren dan was de gemeten hoogte gemiddeld ongeveer 7 km. Vanmorgen was het ongeveer 20 °C aan de grond.  Dan is de gemiddelde meethoogte 20 + 3,2 =23,2 gedeeld door 6  = ongeveer 4 km hoogte.  Dit omrekenen is erg grof allemaal, het dient slechts als indicatie!

Als je de thermometer schuin de lucht in richt wordt de hoogte van de gemeten temperatuur lager omdat je door een dikkere laag infrarood absorbers/emitters meet als wanneer je recht de lucht in meet. Dan is de gemeten hoogte lager en de temperatuur dus hoger.  Dat is makkelijk te constateren door lager boven de horizon te richten. Ik heb donderdag ook even gericht op een eenzaam wit wolkje dat voorbij kwam: – 6,1 °C.

Dit experiment wordt uiteraard vervolgd, het liefst op een dag met veel blauwe lucht en dikke cumuluswolken. Maar eerst eens kijken of ik de hoek van meting kan verkleinen door een smal buisje voor de lens te monteren.  

Meer zonlicht in De Bilt

Bron: Van Beelen en Van Delden

In de loop van de vorige eeuw is als gevolg van emissies van aerosolen de inkomende zonnestraling afgenomen.  Dat proces heet dimming.  Brightening ontstaat als die emissies daarna afnemen vanwege bijvoorbeeld milieuhygiënische maatregelen. Die afname van aerosolen is in ons land sinds de jaren ’80 van de vorige eeuw spectaculair geweest. In  bovenstaande grafiek is de concentratie SO2 (een beruchte aerosol) tussen 1976 en 2009 in De Bilt weergegeven. In de grafiek is nog net het laatste stukje van de dimming te zien. Vanaf 1980 neemt de SO2-concentratie af tot bijna 0 in 2010. Lees verder

Temperatuur in de troposfeer deel 3

In de vorige bijdrage over de temperatuur in de troposfeer heb ik geschreven  dat waterdamp in de vrije atmosfeer (ruwweg midden en boven troposfeer) gereguleerd wordt door wolkvorming, en dat daarbij microfysische processen een rol spelen die nog nauwelijks begrepen worden.  Hier hebben we denk ik de crux te pakken van de onzekerheid over de energiebalans van de aarde.

waterdamp oceanen

Bron:  RSS

Bovenstaande grafiek is afkomstig van RSS, researchbedrijf dat satellietdata verwerkt. Het is de anomalie van totale waterdamp in de atmosfeer gemeten vanaf 1988. De lineaire trendlijn toont een toename van waterdamp vanaf 1988. Maar net zoals bij de globale temperatuur is er sprake van een sprong rond het super El Niñojaar 1998.

Interessant is de ruimtelijke spreiding van Lees verder

Temperatuur in de troposfeer deel 2

tts

Bron:  remss.com

In het bericht van 22 augustus j.l. liet ik zien dat de temperatuur in het midden van de troposfeer de afgelopen decennia veel minder hard toegenomen is dan in het onderste deel van de troposfeer. Ook ontbreekt de zogenaamde tropische hotspot. Dat strookt niet met de gangbare theorie over opwarming door een versterkt broeikaseffect. In bovenstaande figuur is te zien dat nog wat hoger, op med. 10 km hoogte, er van opwarming helemaal geen sprake meer is. Vandaag wat meer hierover.

Er zijn 3 mechanismen waarop het aardoppervlak zijn warmte kwijtraakt: convectie, verdamping en straling. In de onderstaande figuur is dat inzichtelijk gemaakt. Lees verder

2014 recordjaar? deel 2

In het recente Volkskrantbericht over klimaatrecords (zie vorige post) las ik: “Ook het oppervlaktewater van de oceanen was vorig jaar gemiddeld warmer dan ooit eerder.. Omdat verreweg de meeste extra warmte in de diepzee gaat zitten, zal de opwarming zelfs bij het stopzetten van de uitstoot van broeikasgassen  nog lang – mogelijk zelfs eeuwen – doorgaan. De bovenste waterlaag (700m) is nu warmer dan ooit werd gemeten.

In onderstaande grafiek is de temperatuuranomalie (verandering) weergegeven van de gemiddelde temperatuur van de bovenste 700m van het oceaanwater. En inderdaad, de grafiek stijgt en is nog nooit zo hoog geweest. Daarbij moeten wel een paar kanttekeningen gemaakt worden. Ten eerste begint de grafiek pas in 1955. Van de periode daarvoor zijn geen bruikbare gegevens beschikbaar.

temp oceaan 700m

Bron: KNMI

In de tweede plaats zijn de gegevens waarop de grafiek gebaseerd is pas vanaf grofweg 2005 echt betrouwbaar. Lees verder

Nieuwe publicatie Miskolczi

miskolczi

In de nieuwe publicatie van Ferenc Mark Miskolczi draagt hij opnieuw, zoals ook in zijn publicatie uit 2010, bewijzen aan voor het bestaan van een maximale stralingsentropie. Dat houdt in dat de temperatuur aan het aardoppervlak binnen bepaalde nauwe grenzen is vastgelegd. Toename van zogenaamde broeikasgassen hebben daarom volgens Miskolczi weinig tot geen effect op de oppervlaktetemperatuur. Het regelmechanisme is  het wolkendek, dat als een soort thermostaat de stralingsbalans aan het aardoppervlak regelt. Deze verrassende zienswijze is niet louter theoretisch, maar gebaseerd op waarnemingen. Hij zegt: “The stability and natural fluctuations of the global average surface temperature of the heterogeneous system are ultimately determined by the phase changes of water. Many authors have proposed a greenhouse effect due to anthropogenic carbon dioxide emissions. The present analysis shows that such an effect is impossible.”

Omdat het werk van Miskolczi vanwege zijn wiskundige opbouw lastig toegankelijk is, ga ik de komende weken eens op mijn gemak proberen zijn nieuwe publicatie te doorgronden. Bij de kachel wel te verstaan, met een glaasje wijn erbij.  Ik nodig iedereen uit om datzelfde te doen en melding te maken van de bevindingen. Hier is de publicatie als pdf te downloaden.

De warmte-inhoud van de oceaanbekkens tot 2000m.

De prachtige KNMI-site ClimateExplorer heeft ook data van de warmte-inhoud (heat content) van de oceanen. Althans tot  2 km diepte.  De recente data  zijn zeer compleet en zijn afkomstig van de ARGO floats. Elke Argo-boei zakt naar een diepte van  rond de 2000 meter, om vervolgens snel op te stijgen naar het oppervlak terwijl onderweg voortdurend druk, temperatuur en zoutgehalte worden gemeten. De sonde blijft vervolgens een dag aan de oppervlakte om de gegevens via een satellietverbinding te verzenden naar een grondstation en de satelliet hun koers aan het zeeoppervlak kan bepalen. De sonde zinkt dan weer. Dit wordt elke 10 dagen herhaald. Op deze wijze is een schat van gegevens beschikbaar gekomen.

argo4

Lees verder

Drijfijs op aarde neemt toe

global sea ice anomaly 6 2014

Bron: University of Illinois

De totale oppervlakte aan drijfijs op het noordelijk en zuidelijk halfrond neemt de laatste tijd weer toe. Dat is te zien in bovenstaande grafiek van de Polar Research Group van de University of Illinois, een van de instituten op aarde die onderzoek doen naar de staat van het drijfijs. De veranderingen in oppervlakte drijfijs worden hier gepresenteerd in de vorm van een anomalie, de relatieve veranderingen die optreden ten opzichte van een bepaalde referentieperiode. Die referentieperiode is hier 1979-2008. 1979 is het jaar waarin de satellietmetingen startten. Lees verder

De temperatuur in de lagere stratosfeer

Al eerder schreef ik op deze plek over de temperatuur in de lagere stratosfeer. In onderstaande figuur is het temperatuurverloop in de atmosfeer te zien met betrekking tot de hoogte. In de troposfeer, die tussen 8 km (polen) en 17 km (tropen) hoog reikt, speelt zich het weer af zoals we dat op aarde waarnemen.

atmo

Bron:  Wikipedia

Lees verder

Mannheim 2014

Met Hans Labohm,  Marcel Crok en Theo Wolters naar de klimaat- en energieconferentie in Mannheim geweest. Vooral het thema Energiewende was het hot item voor de talrijk aanwezige Duitsers. En terecht. Men begint nu pas te beseffen wat een desastreuze keuze dit geweest is van de Duitse overheid, zowel op financieel gebied als voor wat betreft economische ontwikkeling.

svsha

Maar wij kwamen toch meer voor de klimaatpoot van de bijeenkomst. Lees verder